JP6125613B2 - 粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータを測定する装置 - Google Patents

粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータを測定する装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6125613B2
JP6125613B2 JP2015507556A JP2015507556A JP6125613B2 JP 6125613 B2 JP6125613 B2 JP 6125613B2 JP 2015507556 A JP2015507556 A JP 2015507556A JP 2015507556 A JP2015507556 A JP 2015507556A JP 6125613 B2 JP6125613 B2 JP 6125613B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
fixed
facing
transducer
ultrasonic transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015507556A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015514532A (ja
Inventor
サンドラン，ローラン
ミエット，ヴェロニク
サッソー，マガリ
ウドリー，ジュニファ
リュドヴィック フラダン
リュドヴィック フラダン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Echosens SA
Original Assignee
Echosens SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Echosens SA filed Critical Echosens SA
Publication of JP2015514532A publication Critical patent/JP2015514532A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6125613B2 publication Critical patent/JP6125613B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4236—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by adhesive patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0858—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving measuring tissue layers, e.g. skin, interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4455—Features of the external shape of the probe, e.g. ergonomic aspects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/222—Constructional or flow details for analysing fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/223—Supports, positioning or alignment in fixed situation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4218—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4422—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to hygiene or sterilisation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02475—Tissue characterisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02818—Density, viscosity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02827—Elastic parameters, strength or force
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52019—Details of transmitters
    • G01S7/5202—Details of transmitters for pulse systems
    • G01S7/52022—Details of transmitters for pulse systems using a sequence of pulses, at least one pulse manipulating the transmissivity or reflexivity of the medium
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52042—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation determining elastic properties of the propagation medium or of the reflective target

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

本発明は、ヒトまたは動物の柔らかい組織の弾性または粘性のような、または、より一
般的には信号減衰のような、超音波照射後の後方散乱された超音波信号を有する任意の粘
弾性媒質のパラメータの測定、すなわち、粘弾性媒質（viscoelastic medium）の超音波
または生体力学のパラメータ特性を測定する装置に関する。これは、より具体的には、し
かし限定することなく、ヒトまたは動物の脂肪組織の弾性の測定に適用できる。
拡散している粘弾性媒質における多数の点で同時に低周波のせん断パルス波の伝播を観
測する方法は知られている。これは、高速度で媒質の測定シーケンスを得るために、超音
波圧縮波を放出することによってなされる。得られた測定値は、従ってそのせん断波の進
行の際の動きを決定するために、オフラインで処理される。
超音波トランスデューサは、現存する装置を機械的に振動させることによって低周波せ
ん断波を発生させるように用いられている。フランス特許出願公開第２８４３２９０号公
報は、超音波によって照射された後で、超音波信号を放出する器官の弾性を測定する装置
を記載している。この装置は、超音波トランスデューサと、低周波でトランスデューサを
振動させるために従属している動電型アクチュエータを備えている。
しかしながら、このような装置は欠点を有する。超音波トランスデューサが組織に面し
ているように操作者が装置を位置決めし固定することが必要であり、器官に対する超音波
トランスデューサの異なる傾きが異なる測定結果を与える。換言すれば、超音波トランス
デューサの正確な位置は操作者のスキル次第である。
加えて、装置が柔らかい組織を押したとき、装置の重さが組織の特性を変え、測定結果
を歪曲させる。
本発明の目的は、粘弾性媒質のパラメータにいかなる重要な変化も引き起こさず、測定
値が操作者のスキルに依存しない、粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータを測
定する装置を提供することによって先行技術による装置の前述の欠点を克服することにあ
る。
本発明の目的を達成するために、粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータの測
定装置を開示する。前記装置は、少なくとも１つの超音波トランスデューサを備え、前記
装置は以下の特徴を有している。
− 固定部と可動部とを有する少なくとも１つの振動子を備え、前記超音波トランスデ
ューサは、前記少なくとも１つの振動子の前記可動部に固定されており、
− その振動子に固定されている少なくとも１つの粘着性要素を備え、前記粘着性要素
は、粘弾性媒質に面している表面に粘着によって固定されてその表面に面している超音波
トランスデューサの放出および受信面を保持するように構成されている。
例示的には、粘弾性媒質に面している表面は、粘弾性媒質から超音波トランスデューサ
の放出および受信面を分離している表面を意味する。
− 例えば、脂肪組織（脂肪組織は、この例における粘弾性媒質である）の超音波また
は生体力学の特性を測定することが必要であるときに、表皮は粘弾性媒質に面している表
面であり、または、
− 例えば、表皮（表皮は、この例における粘弾性媒質である）の超音波および／また
は生体力学の特性を測定することが必要であるときに、表皮の外側の表面は粘弾性媒質に
面している表面を形成する。
これらの非限定的な例において、粘弾性の組織に面している表面は、薄い生物学的な組
織から構成されている。
粘着性要素とは、例示的に述べれば、パッチ、粘着性のタブ、粘着テープ、または、表
皮または器官のような生物学的な組織の上に粘着させることによって固定させることがで
きる粘着面を有するいかなる他の手段をもいう。
超音波トランスデューサの超音波放出および受信面が粘弾性媒質に面しており、測定期
間を通してそれに触る必要が無いように、操作者は粘着性要素（保持手段ともいえる）に
よって表皮の上に装置を固定する。振動子は、例えば、スピーカや、縮尺型の動電型アク
チュエータまたは圧電モータのように、小さくかつ軽量であるように選択される。これに
より、装置は、装置が媒質に面して置かれるときに媒質の特性を大きく変えることがない
ように容易に取扱いされ、かつ操作されることができる。
本発明による装置によれば、好ましくは、装置をハンドリングすることなく、または操
作者が測定の間にいかなる行為をもすることなく、エラストグラフィー（elastography）
測定を行うことができる。従って、得られる結果は操作者のスキルに依存しない。換言す
れば、同一の媒質に対して得られる測定値は、操作者が仕事をしたか否かに無関係に同一
である。なぜならば、操作者は装置を握らないからである。
加えて、このような装置は、超音波減衰を決定するために、または超音波パラメータと
してのスペクトルパラメータを決定するために、例えば移植前の器官に、または肋骨によ
って保護されていない器官に、直接的に接触させることができる。
前項ですでに述べている特徴とは別に、本発明による装置によれば、個別に、またはそ
れらの技術的に可能な組み合わせによる、以下の１または複数の補完的な特徴を有するこ
とができる。
・ 少なくとも１つの振動子は、振動することができるスピーカである。
・ 粘着性要素は振動子の固定部に固定されており、それ（粘着性要素）は、粘着自由
端部を有し、粘着自由端部は粘弾性媒質に面している表面に粘着によって固定されてその
表面に面している超音波トランスデューサの放出および受信面を保持するように構成され
ている。
・ その粘着自由端部は、振動子の周りにおよび周辺に設置されている。
・ 一実施形態においては、
・ 振動子は、少なくとも２つの支持タブを備え、前記２つのタブの各々がその振
動子の固定部に固定された第１端と、粘弾性媒質に面している表面を圧迫するように構成
された第２端とを有し、
・ 粘着性要素は少なくとも２つの支持タブの各々に固定されており、それ（粘着
性要素）は、自由端部を有し、自由端部は粘弾性媒質に面している表面に粘着によって固
定されてその表面に面している超音波トランスデューサの放出および受信面を保持するよ
うに構成されている。
・ 一実施形態においては、
・ 振動子は、少なくとも２つの支持タブを備え、前記２つの支持タブの各々がそ
の振動子の可動部に固定された第１端と、超音波トランスデューサに固定された第２端と
を有し、そして、
・ 粘着性要素は振動子の固定部に固定されており、また粘着性要素は、その振動
子の周辺に配置されて、粘弾性媒質に面している表面に粘着によって固定されることがで
きてその表面に面している超音波トランスデューサの放出および受信面を保持することが
できるように構成された粘着自由端部を有している。
・ 一実施形態においては、
・ 振動子は、少なくとも２つの支持タブを備え、前記２つの支持タブの各々がそ
の振動子の固定部に固定された第１端と、超音波トランスデューサに固定された第２端と
を有し、そして、
・ 粘着性要素は振動子の固定部に固定されており、また粘着性要素は、その振動
子の周辺に配置されて、粘弾性媒質に面している表面に粘着によって固定されることがで
きてその表面に面している超音波トランスデューサの放出および受信面を保持することが
できるように構成された粘着自由端部を有している。
・ 前記装置は、超音波を変更することなく通過させることを許容する膜を備えており
、前記膜は、少なくとも１つの超音波トランスデューサの放出および受信面と、粘弾性媒
質に面している表面の間に挿入されている。
・ その装置は、粘着性要素と振動子との間に結合手段を備える。
・ その装置は、複数の超音波トランスデューサを備えている。
・ そのトランスデューサは、細長い１片（a strip）の形態に配置されている。
・ 超音波トランスデューサは円形に配置されており、その円の中心に振動子を有して
いる。
・ 振動子（１３）の中心振動周波数は、２０〜１５００ヘルツの間である。
・ 超音波トランスデューサの中心周波数は、０．５〜４０メガヘルツの間である。
本発明およびその異なる応用は、添付図面を参照して引き続く説明を読んだ後により良
く理解されるであろう。
図面は指針のために示しているのみであり、本発明の限定をするものでは決してない。
本発明の第１の実施形態による装置の線図である。 本発明の第２の実施形態による装置の線図である。 本発明の第３の実施形態による装置の線図である。 本発明の第４の実施形態による装置の線図である。 本発明の第５の実施形態による装置の線図である。
特に断らない限り、異なる図面に表された１つの要素は、単一の参照符号を有すること
とする。
図１は、本発明の第１の例示的な実施形態による粘弾性媒質１０の超音波または生体力
学のパラメータを測定する装置１００の線図である。なお、これらのパラメータは媒質の
病理学的な条件に相関付けられている。装置１００は以下を備える。
− 超音波トランスデューサ１２の放出および受信面によって形成されている底面１６
と、上面１７とを有する超音波トランスデューサ１２と、
− この例示的な実施形態においては固定部２０と可動部１８とを備えたスピーカ１３
である振動子１３であって、例えば過度状態の、または単色のタイプの振動を作り出すこ
とができる振動子１３と、
− 振動子１３に固定されている粘着性要素１４と、
− 粘着性要素１４と振動子１３との間にあって、粘着性要素１４を振動子１３の固定
部２０に固定している結合手段１５と、を備える。
別の実施形態においては、振動子１３は、縮尺型の動電型アクチュエータまたは圧電モ
ータであり、換言すれば、安価でコンパクトで軽量である振動子であることに留意しなけ
ればならない。軽量とは、振動子１３が例えば１５０グラム未満であり、好ましくは１０
０グラム未満であることを意味する。興味深い例示的な実施形態によれば、振動子の重さ
は、ほぼ３０グラム程度である。
トランスデューサの底面１６（これはまた放出および受信面１６とも呼ばれる）は、粘
弾性媒質１０（例えば脂肪組織）に面している表面１１（例えば表皮）に支持されており
、スピーカ１３の可動部（例えば膜によって形成されている）１８は、トランスデューサ
１２の上面１７に固定されている。粘着性要素１４は、粘弾性媒質１０（この例では脂肪
組織）に面している表面１１（この例では表皮）に付着しており、結合手段１５によって
スピーカ１３の固定部２０に固定されている。従って、トランスデューサと振動子のアセ
ンブリは、表皮に固定されている。結合手段１５は、例えば、硬いまたは柔らかいロッド
１５であり、その一端は、粘着性要素１４に固定されており、他端は、スピーカ１３の本
体２０に固定されている。例示的には、ロッド１５は、粘弾性媒質１０の表面１１に対し
てほぼ平行な軸に沿って延びている。
粘着性要素１４および結合手段１５により、スピーカ１３／トランスデューサ１２のア
センブリは、粘弾性媒質１０に対して安定した位置で保持されるので、トランスデューサ
１２の底面１６が粘弾性媒質１０に面している表面１１に接触する。超音波を通過させる
ことを可能にする超音波トランスデューサの保護ジェルまたは薄膜が、トランスデューサ
１２の底面１６とその表面１１との間に配置されてもよいことが理解される。
スピーカ１３は、その可動部１８が所定の中心周波数ｆ１を有する低周波で振動するよ
うに調整されている。ｆ１は好ましくは２０ヘルツと１５００ヘルツの間、より具体的に
は７０Ｈｚと１００Ｈｚの間で選択される。トランスデューサ１２に固定されているので
膜はトランスデューサ１２を低周波振動に同期させ、それ自身が粘弾性媒質によって受信
された低周波パルスを発生させる。粘弾性媒質１０によって受信されたパルス（または振
動）は、粘弾性媒質１０の中を伝播する低周波せん断波の伝播を引き起こす。せん断波の
変位速度は、粘弾性媒質１０の弾性および粘性によって定まる。
スピーカ１３は、単一の低周波パルスまたは複数の連続的な低周波パルスを発生させる
ことができることに留意しなければならない。
加えて、超音波トランスデューサ１２は、高周波ｆ２の超音波を発生することができる
。トランスデューサ１２の中心周波数ｆ２は、好ましくは、０．５メガヘルツと４０メガ
ヘルツの間であり、例えば３．５メガヘルツである。この中心周波数ｆ２は、粘弾性媒質
１０における超音波の所望の侵入深さに応じて選択される。周波数が増大するにつれて、
粘弾性媒質１０の中に入り込む波の距離は減少する。例えば、１２メガヘルツでは、測定
は表皮の下のほぼ５ｍｍ程度でなされる。超音波は媒質のなかの粒子によって反射されて
、帰還信号が、同じトランスデューサ１２によって受信される。
スピーカ１３の可動部１８は、トランスデューサ１２の上面１７に例えば接着剤によっ
て固定されている。好ましくは接着される付属品は単純で安価である。
超音波信号または超音波画像から抽出された粘弾性媒質の弾性を測定するためにその後
用いられる方法は当業者には周知であり、例えばフランス特許２８４３２９０号公報に詳
しく述べられている。
図２に示す本発明の第２の実施形態による装置２００において、膜２２は、粘弾性媒質
１０に面している表面１１とトランスデューサ１２の放出および受信面１６との間に挿入
されている。トランスデューサの放出および受信面１６は膜２２に支持されている。膜２
２は、超音波を変更することなく通過させることができる材料によって構成されている。
この膜２２は、装置２００を再利用することを可能にしており、２回の使用の間に交換す
べきことの全ては膜２２である。この特別な特徴が、病院に課せられている衛生条件を尊
重することを可能にする。膜２２だけを交換することは容易で安価である。
図３は、本発明の第３の例示的な実施形態による粘弾性媒質１０の弾性を測定する装置
３００の線図を示す。特に、装置３００は以下を備える。
− 底面１６と上面１７を有する超音波トランスデューサ１２（図示せず）、
− スピーカ１３、
− 振動子１３の固定部２０に固定された粘着性要素１４、および粘弾性媒質１０に面
している表面１１の上に粘着によって固定されるように構成されて、その表面１１に面し
ている超音波トランスデューサの放出および受信面（図示せず）を保持するように構成さ
れている粘着自由端部１４Ｌ、を備える。なお、この例における自由端部１４Ｌは粘着性
要素１４の周辺の端部によって構成されている。
この例示的な実施形態においては、粘着自由端部１４Ｌは振動子１３の周辺に、換言す
れば振動子１３の外縁を囲むように、設置されていることに留意しなければならない。示
した例においては、振動子の固定部２０は円形であり、粘着性要素１４も円形である。粘
着性要素の別の形態も想像することができるのは明らかであり、例えばそれらは長方形、
三角形、またはその他である。
本発明による装置３００は小型であるので、同時測定を行うために粘弾性媒質１０に面
している表面１１に複数個の装置３００を配置することができる。
図４は、本発明の第４の例示的な実施形態による粘弾性媒質１０の弾性を測定する装置
４００の線図を示す。装置４００は以下を備える。
− それぞれが底面１６と上面１７とを有する、４つの超音波トランスデューサ１２、
１２’、１２”、（これらに加えて、スピーカ１３の膜に固定されているので図４には示
されていない１つのトランスデューサがある。）
− スピーカ１３、
− スピーカ１３の周辺の周囲に配置された粘着性要素１４、
− スピーカ１３とトランスデューサ１２、１２’、および１２”との間の支持タブ４
０。
この実施形態においては、図示しない超音波トランスデューサは、スピーカ１３の膜に
固定されており、従って、その膜は、超音波トランスデューサ１２を低周波振動に同期さ
せることができ、それ自身が粘弾性媒質によって受信した低周波パルスを発生させる。粘
弾性媒質１０によって受信されたパルス（または振動）は、粘弾性媒質１０の中を伝播す
る低周波せん断波の伝播を発生させる。図示しないこの超音波トランスデューサは、組織
の中を伝播するせん断波の変位速度を決定するための超音波信号を放出および受信するこ
とができる。
装置４００が４つより多くの超音波トランスデューサを備えてもよいことが理解される
。
例示的な一実施形態によれば、支持タブ４０は、複数の硬いロッド４０から形成されて
おり、各々のロッド４０の一端は振動子１３の固定部２０に固定されており、他端はトラ
ンスデューサ１２、１２’、１２”のうちの１つに固定されている。ロッド４０は、フレ
キシブルでもよいことに留意しなければならない。この実施形態においては、支持タブ４
０が振動子１３の固定部に固定されているので、振動が超音波トランスデューサ１２、１
２’、１２”に加わらず、従ってそれらは音波検査器（echograph）モードで用いること
ができる。
図示しない例示的な一実施形態によれば、支持タブ４０は、複数の硬いロッド４０から
形成されており、各々のロッド４０の一端は振動子１３の可動部に固定されており、他端
はトランスデューサ１２、１２’、１２”のうちの１つに固定されている。この実施形態
においては、支持タブ４０が振動子１３の可動部に固定されているので、振動運動がトラ
ンスデューサ１２、１２’、１２”に加えられ、振動子１３の可動部が１または複数の低
周波パルスを放出するときに、その振動子１３の膜に直接的に固定されている振動子と全
く同じように、放出される。
粘着性要素１４および支持タブ４０によって、スピーカ１３／超音波トランスデューサ
のアセンブリが粘弾性媒質に対して安定した位置で保持される。これにより、超音波トラ
ンスデューサの底面が表面１１に接触して圧迫され、表面１１にほぼ平行に延ばされる。
この安定した位置において、粘弾性媒質の異なる位置における超音波パラメータが、操作
者が装置に触ることなく測定されてもよい。従って、得られる測定値は操作者のスキルに
依存していない。
この例示的な実施形態においては、周辺の超音波トランスデューサが円形に配置されて
おり、円形の中心には振動子と超音波トランスデューサが配置されているが、周辺の超音
波トランスデューサは、また、ストリップ状にも配置することができることに留意しなけ
ればならない。
複数の超音波トランスデューサの使用により、複数の同時測定を行うことができる。こ
れらの測定値は同じ条件下で行われるので、それらを比較することができる。
図５は、本発明の第５の実施形態による線図を示す。装置５００は以下を備える。
− 粘弾性媒質１０に面している表面１１に接触している超音波トランスデューサ１２
（図示せず）、
− ３つの支持タブ４０を有するスピーカ１３、なお、各々の支持タブ４０は振動子１
３の固定部２０に固定された第１端と、粘弾性媒質１０に面している表面１１を圧迫する
ように構成されている第２端を備える。
− 各々の支持タブ４０の第２端に固定されている粘着性要素１４、なお、粘着性要素
の各々は、粘弾性媒質１０に面している表面１１の上に粘着によって固定されるように構
成されて、その表面１１に面している超音波トランスデューサの放出および受信面を保持
するように構成されている自由端部を有している。
通常、粘着性要素（すなわち保持手段）は、粘弾性媒質１０に面している表面１１に面
しているトランスデューサ１２、１２’、１２”の放出および受信面１６、１６’、１６
”を保持するように構成されている。換言すれば、粘着性要素は、トランスデューサ１２
、１２’、１２”を固定することができて、その結果としてトランスデューサ１２、１２
’、１２”に固定された振動子１３を、粘弾性特性が決定されるべき粘弾性媒質１０（例
えば表皮の下に位置している脂肪組織）に面している表面１１（例えば表皮）に固定する
ことができる。従って、この装置を用いて得られる測定値は操作者に依存しないので、得
られる結果は全ての操作者に対して同一である。トランスデューサは測定の際に傾いてお
らず、また、ずらされてもいない。
加えて、本発明による装置は、各々の使用の後で粘着性要素を取り換えることができる
ので（例えば粘着性要素が医用タイプの粘着テープであるとき）、衛生標準を重視してい
る。
このタイプの粘着性要素は、患者に対して苦痛を与えることがないのも明らかである。
病的肥満患者の腹部の表面は、可変形状および可変堅さ（堅い皮膚および脂肪の層を有
した突き出した腹または柔らかい腹）を有していることに留意しなければならない。この
装置は、そのような平面でない表面に容易に設置することができる。
記述された実施形態が単なる例示であるのは明らかである。当業者は、粘弾性媒質の弾
性を測定する装置のさまざまなバリエーション、特に、超音波トランスデューサ（複数個
を含む）のレイアウト、数、および配列や、覆いとスピーカとの間の粘着性要素の形状、
を作製することができるであろう。

Claims (13)

  1. 粘弾性媒質（１０）の超音波または生体力学のパラメータを測定する装置（１００、２
    ００、３００、４００、５００）であって、
    前記装置（１００、２００、３００、４００、５００）は、少なくとも１つの超音波ト
    ランスデューサ（１２、１２’、１２”）を備え、
    前記装置（１００、２００、３００、４００、５００）は、
    固定部（２０）および可動部（１８）とを有する少なくとも１つの振動子（１３）を
    備え、前記超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）は、前記少なくとも１つの
    振動子（１３）の前記可動部（１８）に固定されており、
    前記振動子（１３）に固定されている少なくとも１つの粘着性要素（１４）を備え、
    前記粘着性要素（１４）は、粘弾性媒質（１０）に面している表面（１１）に粘着によっ
    て固定されて前記表面に面している前記超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”
    ）の放出および受信面（１６、１６’、１６”）を保持するように構成されていることを
    特徴とする装置（１００、２００、３００、４００、５００）。
  2. 前記少なくとも１つの振動子（１３）は振動することができるスピーカであることを特
    徴とする、請求項１に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００）。
  3. 前記粘着性要素（１４）は、前記振動子（１３）の前記固定部（２０）に固定されてお
    り、前記粘弾性媒質（１０）に面している表面（１１）に粘着によって固定されて前記表
    面（１１）に面している前記超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）の前記放
    出および受信面（１６、１６’、１６”）を保持するように構成された粘着自由端部を有
    していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１００、２００、３００、
    ４００、５００）。
  4. 前記粘着自由端部は、前記振動子（１３）の周辺に設置されていることを特徴とする、
    請求項３に記載の装置（３００）。
  5. 前記振動子（１３）は少なくとも２つの支持タブ（４０）を備え、前記２つの支持タブ
    （４０）の各々が前記振動子（１３）の前記固定部（２０）に固定された第１端と、前記
    粘弾性媒質（１０）に面している表面（１１）を圧迫するように構成された第２端とを有
    し、
    粘着性要素（１４）は、前記少なくとも２つの支持タブ（４０）の各々に固定されてお
    り、それぞれの粘着性要素（１４）は、前記粘弾性媒質（１０）に面している表面（１１
    ）に粘着によって固定されて前記表面（１１）に面している前記超音波トランスデューサ
    （１２、１２’、１２”）の前記放出および受信面（１６、１６’、１６”）を保持する
    ように構成された自由端部を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装
    置（５００）。
  6. 前記振動子（１３）は少なくとも２つの支持タブ（４０）を備え、前記２つの支持タブ
    （４０）の各々が前記振動子（１３）の前記可動部（１８）に固定された第１端と、前記
    超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）に固定された第２端とを有し、
    粘着性要素（１４）は前記振動子（１３）の前記固定部（２０）に固定されており、ま
    た前記粘着性要素は前記振動子（１３）の周辺に配置されて、前記粘弾性媒質（１０）に
    面している表面（１１）に粘着によって固定されることができて前記表面（１１）に面し
    ている前記超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）の前記放出および受信面（
    １６、１６’、１６”）を保持するように構成された粘着自由端部を有していることを特
    徴とする、請求項１または２に記載の装置（４００）。
  7. 前記振動子（１３）は少なくとも２つの支持タブ（４０）を備え、前記２つの支持タブ
    （４０）の各々が前記振動子（１３）の前記固定部（２０）に固定された第１端と、前記
    超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）に固定された第２端とを有し、
    粘着性要素（１４）は前記振動子（１３）の前記可動部（１８）に固定されており、ま
    た粘着性要素は前記振動子（１３）の周辺に配置されて、前記粘弾性媒質（１０）に面し
    ている表面（１１）に粘着によって固定されることができて前記表面（１１）に面してい
    る前記超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）の前記放出および受信面（１６
    、１６’、１６”）を保持するように構成された粘着自由端部を有していることを特徴と
    する、請求項１または２に記載の装置（４００）。
  8. 前記装置は、超音波を変更することなく通過させることを許容する膜（２２）を備えて
    おり、前記膜（２２）は、少なくとも１つの超音波トランスデューサ（１２）の前記放出
    および受信面（１６）と、前記粘弾性媒質（１０）に面している表面（１１）の間に挿入
    されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（２００）。
  9. 前記粘着性要素（１４）と前記振動子との間に結合手段（１５）を備えることを特徴と
    する、請求項１または２に記載の装置（１００）。
  10. 複数の超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）を備えることを特徴とする、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置（４００）。
  11. 前記超音波トランスデューサ（１２、１２’、１２”）は円形に配置されており、その
    円の中心に振動子（１３）を有していることを特徴とする、請求項１０に記載の装置（４
    ００）。
  12. 前記振動子（１３）の中心振動周波数は、２０ヘルツ〜１５００ヘルツの間であること
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４
    ００、５００）。
  13. 前記超音波トランスデューサの中心周波数は、０．５メガヘルツ〜４０メガヘルツの間
    であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置（１００、２００
    、３００、４００、５００）。
JP2015507556A 2012-04-27 2013-04-26 粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータを測定する装置 Active JP6125613B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1253904 2012-04-27
FR1253904 2012-04-27
PCT/EP2013/058800 WO2013160468A1 (fr) 2012-04-27 2013-04-26 Dispositif pour la mesure d'un parametre ultrasonore ou biomecanique d'un milieu viscoelastique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015514532A JP2015514532A (ja) 2015-05-21
JP6125613B2 true JP6125613B2 (ja) 2017-05-10

Family

ID=46852118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015507556A Active JP6125613B2 (ja) 2012-04-27 2013-04-26 粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータを測定する装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20150099971A1 (ja)
EP (1) EP2841935B1 (ja)
JP (1) JP6125613B2 (ja)
CN (1) CN104081197B (ja)
BR (1) BR112014026753A2 (ja)
IN (1) IN2014DN09006A (ja)
RU (1) RU2616652C2 (ja)
WO (1) WO2013160468A1 (ja)
ZA (1) ZA201408230B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3017041B1 (fr) 2014-01-31 2016-03-04 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif ultrasonore de caracterisation des milieux mous anisotropes, et ensemble de sonde ultrasonore pour un tel dispositif de caracterisation
WO2016069750A1 (en) 2014-10-29 2016-05-06 Mayo Foundation For Medical Education And Research Method for ultrasound elastography through continuous vibration of an ultrasound transducer
US11644440B2 (en) 2017-08-10 2023-05-09 Mayo Foundation For Medical Education And Research Shear wave elastography with ultrasound probe oscillation
CN112367918A (zh) * 2018-03-24 2021-02-12 弹性成像有限责任公司 用于弹性成像和粘弹性成像的系统和方法
US10914617B1 (en) * 2019-07-29 2021-02-09 Terumo Cardiovascular Systems Corporation Flexible sensor mount for hard shell blood reservoir
CN113180736B (zh) * 2021-03-31 2024-04-02 西安交通大学 基于低频气动激励获得经颅超声脑组织黏弹流性测量装置及方法
CN114287962B (zh) * 2021-12-29 2024-01-30 福州圣泓大数据科技有限公司 一种用于肿瘤治疗的低频超声换能器装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3927662A (en) * 1971-12-08 1975-12-23 Hoffmann La Roche Ultrasonic transducer assembly
US4559810A (en) * 1981-07-09 1985-12-24 Applied Polymer Technology, Inc. Method for determining resin viscosity with ultrasonic waves
US4646754A (en) * 1985-02-19 1987-03-03 Seale Joseph B Non-invasive determination of mechanical characteristics in the body
US4947853A (en) * 1985-09-26 1990-08-14 Hon Edward H Sensor support base and method of application
US4920966A (en) * 1986-10-02 1990-05-01 Hon Edward H Ultrasound transducer holder
JPS63163141A (ja) * 1986-12-25 1988-07-06 Chiyouonpa Kogyo Kk 超音波粘度測定装置
US5524636A (en) * 1992-12-21 1996-06-11 Artann Corporation Dba Artann Laboratories Method and apparatus for elasticity imaging
US5381794A (en) * 1993-01-21 1995-01-17 Aloka Co., Ltd. Ultrasonic probe apparatus
US6048323A (en) * 1995-10-02 2000-04-11 Hon; Edward H. Transducer support plate and tocodynamometer attachment system
US5686661A (en) * 1996-06-04 1997-11-11 Mississippi State University In-situ, real time viscosity measurement of molten materials with laser induced ultrasonics
RU2112231C1 (ru) * 1997-02-19 1998-05-27 Научно-технический внедренческий центр ЦНИИ "Комета" Способ измерения вязкости жидкости
EP1014859A4 (en) * 1997-08-19 2007-05-02 Philipp Lang MEASUREMENT OF INTERSTITIAL CAPILLARY FLUID BY MEANS OF ULTRASONIC METHOD AND DEVICES
FR2791136B1 (fr) * 1999-03-15 2001-06-08 Mathias Fink Procede et dispositif d'imagerie utilisant les ondes de cisaillement
FR2843290B1 (fr) * 2002-08-08 2005-06-24 Echosens Dispositif et procede pour la mesure de l'elasticite d'un organe humain ou animal
US7578789B2 (en) * 2002-08-08 2009-08-25 Echosens Device and method for measuring the elasticity of a human or animal organ
CA2569409A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-24 Maternus Partners, Ltd. Beltless labor contraction and heart rate monitoring apparatus
FR2875695B1 (fr) * 2004-09-28 2006-12-01 Echosens Sa Instrument de mesure de l'elasticite d'un organe du type comportant un moyen de centrage
FR2889659B1 (fr) * 2005-08-12 2007-10-12 Echosens Sa Systeme imageur d'un organe hyumain ou animal permettant la mesure de l'elasticite dudit organe
WO2007081746A2 (en) * 2006-01-06 2007-07-19 Smith & Nephew, Inc. Non-strap treatment applicator
GB2435614A (en) * 2006-03-01 2007-09-05 Samuel George Transducer holder for maintaining signal-receiving contact with a patient's body
RU2319956C2 (ru) * 2006-03-15 2008-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Совтех" Способ ультразвукового контроля вязкости по муни полимеров
FR2928077B1 (fr) * 2008-02-29 2011-03-25 Echosens Dispositif et procede de micro-elastographie.
CN201211198Y (zh) * 2008-04-17 2009-03-25 谈晓明 带吸附调节装置的超声探头
JP5294687B2 (ja) * 2008-05-02 2013-09-18 キヤノン株式会社 超音波測定装置およびその制御方法
FR2939512B1 (fr) * 2008-12-04 2012-07-27 Echosens Dispositif et procede d'elastographie
CN101699280B (zh) * 2009-10-15 2011-08-17 北京索瑞特医学技术有限公司 超声无损检测粘弹性介质弹性的方法及其装置
TW201138722A (en) * 2010-05-11 2011-11-16 Univ Nat Taiwan Assisting system of ultrasonic equipment and inspection method applicable to the system

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201408230B (en) 2016-01-27
EP2841935A1 (fr) 2015-03-04
US20150099971A1 (en) 2015-04-09
IN2014DN09006A (ja) 2015-05-22
CN104081197A (zh) 2014-10-01
JP2015514532A (ja) 2015-05-21
RU2616652C2 (ru) 2017-04-18
RU2014147636A (ru) 2016-06-27
CN104081197B (zh) 2016-09-21
BR112014026753A2 (pt) 2017-06-27
WO2013160468A1 (fr) 2013-10-31
EP2841935B1 (fr) 2020-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6125613B2 (ja) 粘弾性媒質の超音波または生体力学のパラメータを測定する装置
JP7228214B2 (ja) エラストグラフィ撮像およびビスコエラストグラフィ撮像のためのシステムおよび方法
JP5643191B2 (ja) 超音波探触子及び超音波撮像装置
US20210043825A1 (en) Multi-cell transducer
JP6761866B2 (ja) 弾性の検出方法及び機器
BRPI0313214B1 (pt) Device and procedure for measuring the elasticity of a human or animal organ
JP2014532467A5 (ja)
JP2018531138A6 (ja) 弾性の検出方法及び機器
US20130058195A1 (en) Device system and method for generating additive radiation forces with sound waves
JP2014521436A5 (ja)
KR20090042913A (ko) 환경의 일시적 변화를 이미징하기 위한 초음파 이미징 프로브
JP2017536217A (ja) 超音波システム及び方法
KR20070065338A (ko) 센터링 수단을 포함하는 유형이며, 기관 탄성을 측정하기위한 기구
JP2015109987A (ja) 界面での音響放射力の生成による力学的波の生成方法
JP5435455B2 (ja) 集束型加振装置
KR101484959B1 (ko) 초음파 트랜스듀서, 이를 포함한 초음파 프로브 및 초음파 진단 장치
JP7344298B2 (ja) 超音波トランスデューサに統合される密封メンブレンを有するトランジェントエラストグラフィプローブ
JP6584839B2 (ja) 体外式超音波プローブ
NL2023523B1 (en) Method and system for using wave analysis for speed of sound measurement
Labrada et al. The use of Digital Sound in Health.
Jones et al. Efficient energy transmission and amplification in the cochlea relies on frequency-dependent material properties of the tectorial membrane
Qu et al. Ultrasonic measurements of shear wave propagation in soft tissue phantom for tissue characterization
JPWO2021154879A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170405

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6125613

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250